JP5905560B2 - 入力電圧検出機能付の電源装置及びその動作方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置及びその動作方法に関し、特に、入力電圧検出機能付の電源装置及びその動作方法に関する。
近年、科学技術の発展及び進歩に伴い、様々な機能を具備した電子商品が次々と開発され、これら電子商品は、ユーザーの様々な需要を満たすことだけではなく、日常生活の中に溶け込まれて、ユーザーにより便利な生活を提供している。これら電子商品は、各種の電子素子により構成されているが、各電子素子が必要な電源電圧は全部同じではないため、各電子素子に適切な電圧を提供してそれを正常に動作させるためには、電力供給器（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）によって、交流電源を適切な電圧に変換してから電子商品に提供する必要がある。
なお、従来、交流電源から異常給電が発生して電源装置が電源変換を正確に行わず、さらに電源装置が破損されることを防止するために、電源装置の入力側に検出回路を設けている。図１は、従来技術の電源装置の入力検出回路を示すブロック図である。図１に示す電源装置は、外部交流電源ＶＳにより給電され、交流検出回路１０Ａは、その電源装置の入力側に設置されて、前記外部交流電源ＶＳの給電電圧が異常ではないかを直接検出する。
図２は、従来技術の電源装置の入力検出回路による、検出が無効になった場合の回路ブロック図である。活線ＶＳＬと接地線ＶＳＮに同時に異常が発生した場合、交流検出回路１０Ａは電源装置の保護回路に信号を出力して、その電源装置を保護する。しかし、出力システム２０Ａの接地点と、電源装置及び交流検出回路１０Ａの接地点が共通接地しているため、外部交流電源ＶＳの活線または接地線のいずれかに異常が発生した場合、前記外部交流電源ＶＳが、交流検出回路１０Ａを経由して、出力システム２０Ａの接地点と分岐回路ＬＳを形成する。このため、交流検出回路１０Ａは、外部交流電源ＶＳの活線または接地線のいずれかの異常に対して検出が無効となって、電源装置の保護回路に信号を出力することができず、その電源装置に対する保護が無効となる。
このため、本発明の解決しようとする課題は、交流電源の異常給電を検出するものとして、単独の接地点を持っていない入力検出ユニット、または電源装置の接地点と完全に遮断された接地点を持つ入力検出ユニットを提供して、電源装置の動作を切断する入力電圧検出システム及びその動作方法を設計することである。
本発明は、従来技術に存在する問題点及び上記課題を解決するために、入力電圧検出機能付の電源装置を提供している。本発明による入力電圧検出機能付の電源装置は、電源入力側と入力検出ユニットとを含んでいる。前記電源入力側は、交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び、前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有している。前記入力検出ユニットは、前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端、及び、前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有している。そのうち、前記入力検出ユニットは、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは活線及び接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、検出信号を出力して、前記電源装置の動作を切断させ、当該電源装置を保護する。また、前記入力検出ユニットと前記電源装置の１次側とは、完全に遮断されている。
本発明は、従来技術に存在する問題点及び上記課題を解決するために、入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法を提供している。本発明による入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法は、（ａ）交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有する電源入力側を含む電源装置を提供し、（ｂ）前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端及び前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有する入力検出ユニットを提供し、（ｃ）前記入力検出ユニットにより、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは前記活線及び前記接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、前記入力検出ユニットは、検出信号を出力することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する。前記入力検出ユニットと前記電源装置の１次側とは、完全に遮断されている。
以上のように、本発明によれば、以下のような技術効果を奏する。
１．入力検出ユニットが単独に接地点を持っていないため、電源装置の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。または、入力検出ユニットのユニット接地点と電源装置の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
２．入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラーが遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止することで、電源装置の動作を切断する。または、入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラーが導通状態になって、異常検出信号を出力することで、電源装置の動作を切断して当該電源装置を保護する。
１．入力検出ユニットが単独に接地点を持っていないため、電源装置の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。または、入力検出ユニットのユニット接地点と電源装置の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
２．入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラーが遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止することで、電源装置の動作を切断する。または、入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラーが導通状態になって、異常検出信号を出力することで、電源装置の動作を切断して当該電源装置を保護する。
本発明の課題を解決するための手段、発明の効果をより深く理解するために、以下、本発明の実施形態において、図面を参照しながら本発明の技術特徴をより詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態、図面に示された構成に限定されない。
以下、図面を参照ながら、本発明の実施形態を説明する。
まず、図３は、本発明による入力電圧検出機能付の電源装置の回路ブロック図である。この入力電圧検出機能付の電源装置９０は、電源入力側Ｓｉ及び入力検出ユニット１０を含んでいる。電源入力側Ｓｉには、第一入力端及び第二入力端が含まれ、本実施形態において、第一入力端は活線端Ｌであり、第二入力端は接地線端Ｎである。活線端Ｌ及び接地線端Ｎは、外部交流電源ＶＳの活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮにそれぞれ電気的に接続されている。この電源装置９０は、活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮを介して、外部交流電源ＶＳから給電される。なお、電源装置９０としては、特に限定されず、電力供給器（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）であってもよく、交流電源から給電される電源装置であればよい。
まず、図３は、本発明による入力電圧検出機能付の電源装置の回路ブロック図である。この入力電圧検出機能付の電源装置９０は、電源入力側Ｓｉ及び入力検出ユニット１０を含んでいる。電源入力側Ｓｉには、第一入力端及び第二入力端が含まれ、本実施形態において、第一入力端は活線端Ｌであり、第二入力端は接地線端Ｎである。活線端Ｌ及び接地線端Ｎは、外部交流電源ＶＳの活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮにそれぞれ電気的に接続されている。この電源装置９０は、活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮを介して、外部交流電源ＶＳから給電される。なお、電源装置９０としては、特に限定されず、電力供給器（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）であってもよく、交流電源から給電される電源装置であればよい。
入力検出ユニット１０は、電源入力側Ｓｉの活線端Ｌと接地線端Ｎの間に電気的に接続され、すなわち、入力検出ユニット１０は二つの検出端（図示せず）を有し、それぞれ第一検出端及び第二検出端であって、この第一検出端と第二検出端は、活線端Ｌと接地線端Ｎに対応して電気的に接続されている。交流電源ＶＳから電源装置９０に給電し、少なくとも活線ＶＳＬまたは接地線ＶＳＮに異常が発生した場合、入力検出ユニット１０は、電源装置９０を制御して、それの動作を無効にする。詳しくは、活線ＶＳＬまたは接地線ＶＳＮに異常が発生した場合、または、活線ＶＳＬと接地線ＶＳＮに同時に異常が発生した場合、入力検出ユニット１０は検出信号を出力して、電源装置９０の動作を切断させることで、この電源装置９０を保護する。
なお、入力電圧検出システムの動作の説明については、後述する。
なお、入力電圧検出システムの動作の説明については、後述する。
次に、図４は、本発明による電源装置の入力検出ユニットの第一実施形態を示す回路ブロック図である。本実施形態において、入力検出ユニット１０１は、双方向光電子カプラー（ｂｉ-ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｕｐｌｅｒ）１０１１及び限流抵抗（ｃｕｒｒｅｎｔ-ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）１０１２を含んでいる。双方向光電子カプラー１０１１の一端は限流抵抗１０１２の一端に直列接続され、双方向光電子カプラー１０１１の他端は電源入力側Ｓｉの接地線端Ｎに接続され、限流抵抗１０１２の他端は電源入力側Ｓｉの活線端Ｌに接続されている。もちろん、これに限定されなく、例えば、双方向光電子カプラー１０１１の他端を電源入力側Ｓｉの活線端Ｌに接続し、限流抵抗１０１２の他端を電源入力側Ｓｉの接地線端Ｎに接続してもよい。これによっても、電源入力側Ｓｉの検出効果を同じく奏することができる。本実施形態において、入力検出ユニット１０１は単独の接地点を持ってないため、入力検出ユニット１０１を電源装置９０の接地点と完全に遮断することができ、これにより、入力検出ユニット１０１と電源装置９０とが共通接地されて、入力検出ユニット１０１の検出誤操作が発生して、保護を無効にすることを防止することができる。
交流電源ＶＳから電源装置９０に正常に給電する場合、即ち、活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮがすべて正常である場合、交流電源ＶＳの電圧は、活線端Ｌから入力検出ユニット１０１を経由して接地線端Ｎに流れ、または、接地線端Ｎから入力検出ユニット１０１を経由して活線端Ｌに流れるように、双方向光電子カプラー１０１１が導通状態になるため、双方向光電子カプラー１０１１により正常検出信号（図示せず）を持続的に出力する。電源装置９０がこの正常検出信号を受信すると、交流電源ＶＳから電源装置９０に正常に給電すると判断することができて、電源装置９０の正常動作を維持する。
活線ＶＳＬまたは接地線ＶＳＮに異常が発生した場合、または、活線ＶＳＬと接地線ＶＳＮに同時に異常が発生した場合、交流電源ＶＳから入力検出ユニット１０１への出力がなく、つまり、入力検出ユニット１０１には、交流電源ＶＳからの電圧が流れず、双方向光電子カプラー１０１１は遮断状態になって、双方向光電子カプラー１０１１からの正常検出信号の出力を停止する。電源装置９０が正常検出信号を受信することができないと、活線ＶＳＬまたは接地線ＶＳＮに異常が発生し、または、活線ＶＳＬと接地線ＶＳＮに同時に異常が発生したと判断することができて、電源装置９０の保護手段（図示せず）を起動して、電源装置９０の動作を切断することで、この電源装置９０を保護する。ここで、双方向光電子カプラー１０１１に必要な電流が、ミリアンペア（ｍＡ）のレベルであるため、限流抵抗１０１２を通常キロオーム（Ｋ ｏｈｍ）のレベルに設定して、双方向光電子カプラー１０１１へ流れる電流の大きさを制限する。
次に、図５は、本発明による電源装置の入力検出ユニットの第二実施形態を示す回路ブロック図である。本実施形態において、入力検出ユニット１０２は、全波整流器１０２１、ダイオード１０２２、第一抵抗１０２３、第一トランジスタ１０２４、キャパシタンス１０２５、光電子カプラー１０２６、第二抵抗１０２７及び第二トランジスタ１０２８を含んでいる。ダイオード１０２２のアノードは、全波整流器１０２１の第一出力端（第一整流出力端）に電気的に接続されている。第一トランジスタ１０２４のドレイン（ｄｒａｉｎ）端は、第一抵抗１０２３の第一端（一端）に電気的に接続され、第一抵抗１０２３の第二端（他端）は、ダイオード１０２２のカソードに電気的に接続されている。第一トランジスタ１０２４のゲート（ｇａｔｅ）端は抵抗を介して全波整流器１０２１の第一出力端及びダイオード１０２２のアノードに電気的に接続されている。第二トランジスタ１０２８のドレイン端は、第二抵抗１０２７の第一端（一端）に電気的に接続され、第二抵抗１０２７の第二端（他端）は、光電子カプラー１０２６のカソードに電気的に接続されている。第二トランジスタ１０２８のゲート端は、第一トランジスタ１０２４のドレイン端及び第一抵抗１０２３の第一端に電気的に接続されている。光電子カプラー１０２６のアノードはダイオード１０２２のカソード及びキャパシタンス１０２５の第一端（一端）に電気的に接続されている。キャパシタンス１０２５の第二端（他端）、第一トランジスタ１０２４のソース（ｓｏｕｒｃｅ）端、第二トランジスタ１０２８のソース端及び全波整流器１０２１の第二出力端（第二整流出力端）は、ユニット接地点Ｇｍに電気的に接続されている。ここで、入力検出ユニット１０２のユニット接地点Ｇｍは、電源装置９０の接地点と完全に遮断されている。なお、全波整流器１０２１の両入力端（（第一整流入力端、第二整流入力端））は、電源入力側Ｓｉの活線端Ｌ及び接地端Ｎにそれぞれ電気的に接続されている。
交流電源ＶＳから電源装置９０に正常に給電する場合、即ち、活線ＶＳＬ及び接地線ＶＳＮがすべて正常である場合、交流電源ＶＳは、全波整流器１０２１の全波整流操作を経由して、整流電圧を出力する。この整流電圧は、二つの分圧抵抗により分圧され、分圧された電圧により第一トランジスタ１０２４を導通させる一方、ダイオード１０２２を経由して、キャパシタンス１０２５に充電される。このとき、第二トランジスタ１０２８と光電子カプラー１０２６は、遮断状態になる。
活線ＶＳＬまたは接地線ＶＳＮに異常が発生した場合、または、活線ＶＳＬと接地線ＶＳＮに同時に異常が発生した場合、交流電源ＶＳは、全波整流器１０２１に対し電圧を出力しない。このため、全波整流器１０２１への出力電圧がない場合、第一トランジスタ１０２４は遮断状態になる。このとき、キャパシタンス１０２５は、光電子カプラー１０２６、第二抵抗１０２７及び第二トランジスタ１０２８により形成された放電回路を介して放電する。従って、光電子カプラー１０２６は、電源装置９０の保護手段（図示ぜす）に異常検出信号（図示ぜす）を出力することにより、電源装置９０の動作が切断され、当該電源装置９０が保護される。
次に、図６は、本発明による入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法を説明するフロー図である。この入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法は、以下のステップを有している。
まず、電源入力側を含む電源装置を提供する（Ｓ１０）。ここで、電源入力側は、第一入力端及び第二入力端を有し、この第一入力端及び第二入力端は、交流電源の活線及び接地線にそれぞれ対応して電気的に接続される。本実施形態において、第一入力端は活線端であり、第二入力端は接地線端である。電源装置は、活線及び接地線を介して、外部交流電源から給電される。なお、電源装置は、電力供給器（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）であってもよいが、これに限定されない。
そして、入力検出ユニットを提供する（Ｓ２０）。この入力検出ユニットは、電源入力側の活線端と接地線端との間に電気的に接続され、詳しくは、この入力検出ユニットは二つの検出端を有し、それぞれが、第一検出端及び第二検出端であり、この第一検出端及び第二検出端は、活線及び接地線にそれぞれ対応して電気的に接続される。
最後に、入力検出ユニットにより、活線または接地線に異常が発生したこと、または、活線及び接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、入力検出ユニットは検出信号を出力し、これにより、電源装置の動作は切断されて当該電源装置が保護される（Ｓ３０）。
ここで、入力検出ユニットに対し、以下のような二つの実施形態が考えられる。
１．入力検出ユニットは、双方向光電子カプラー及び限流抵抗を含む。双方向光電子カプラーの一端は限流抵抗の一端に直列接続され、双方向光電子カプラーの他端は電源入力側の接地線端に接続され、限流抵抗の他端は電源入力側の活線端に接続される。もちろん、これに限定されなく、例えば、双方向光電子カプラーの他端を電源入力側の活線端に接続し、限流抵抗の他端を電源入力側の接地線端に接続してもよい。これによっても、電源入力側の検出効果を同じく奏することができる。本実施形態において、入力検出ユニットは単独の接地点を持ってないため、入力検出ユニットを電源装置の接地点と完全に遮断することができ、これにより、入力検出ユニットと電源装置とが共通接地されて、入力検出ユニットの検出誤操作が発生し、保護を無効にするということを防止することができる。
１．入力検出ユニットは、双方向光電子カプラー及び限流抵抗を含む。双方向光電子カプラーの一端は限流抵抗の一端に直列接続され、双方向光電子カプラーの他端は電源入力側の接地線端に接続され、限流抵抗の他端は電源入力側の活線端に接続される。もちろん、これに限定されなく、例えば、双方向光電子カプラーの他端を電源入力側の活線端に接続し、限流抵抗の他端を電源入力側の接地線端に接続してもよい。これによっても、電源入力側の検出効果を同じく奏することができる。本実施形態において、入力検出ユニットは単独の接地点を持ってないため、入力検出ユニットを電源装置の接地点と完全に遮断することができ、これにより、入力検出ユニットと電源装置とが共通接地されて、入力検出ユニットの検出誤操作が発生し、保護を無効にするということを防止することができる。
交流電源から電源装置に正常に給電する場合、即ち、活線及び接地線がすべて正常である場合、交流電源の電圧は、活線端から入力検出ユニットを経由して接地線端に流れ、または、接地線端から入力検出ユニット１０１を経由して活線端に流れるように、双方向光電子カプラーが導通状態になるため、双方向光電子カプラーにより正常検出信号を持続的に出力する。電源装置がこの正常検出信号を受信すると、交流電源から電源装置に正常に給電すると判断することができる。従って、電源装置の正常動作を維持する。
活線または接地線に異常が発生した場合、または、活線と接地線に同時に異常が発生した場合、交流電源から入力検出ユニットへの出力がなく、つまり、入力検出ユニットには、交流電源からの電圧が流れず、双方向光電子カプラーは遮断状態になって、双方向光電子カプラーからの正常検出信号の出力を停止する。電源装置が正常検出信号を受信していない場合は、活線または接地線に異常が発生した、または、活線と接地線に同時に異常が発生したと判断することができる。従って、電源装置の保護手段を起動して、電源装置の動作を切断することで、この電源装置を保護する。
２．入力検出ユニットは、全波整流器、ダイオード、第一抵抗、第一トランジスタ、キャパシタンス、光電子カプラー、第二抵抗及び第二トランジスタを含む。ダイオードのアノードは、全波整流器の第一出力端（第一整流出力端）に電気的に接続される。第一トランジスタのドレイン端は、第一抵抗の第一端（一端）に電気的に接続され、第一抵抗の第二端（他端）は、ダイオードのカソードに電気的に接続される。第一トランジスタのゲート端は抵抗を介して全波整流器の第一出力端及びダイオードのアノードに電気的に接続される。第二トランジスタのドレイン端は、第二抵抗の第一端（一端）に電気的に接続され、第二抵抗の第二端（他端）は、光電子カプラーのカソードに電気的に接続される。第二トランジスタのゲート端は、第一トランジスタのドレイン端及び第一抵抗の第一端に電気的に接続される。光電子カプラーのアノードはダイオードのカソード及びキャパシタンスの第一端（一端）に電気的に接続される。キャパシタンスの第二端（他端）、第一トランジスタのソース端、第二トランジスタのソース端及び全波整流器の第二出力端（第二整流出力端）は、ユニット接地点に電気的に接続される。ここで、入力検出ユニットのユニット接地点は、電源装置の接地点と完全に遮断される。なお、全波整流器の両入力端（第一整流入力端、第二整流入力端）は、電源入力側の活線端及び接地端にそれぞれ電気的に接続される。
交流電源から電源装置に正常に給電する場合、即ち、活線及び接地線がすべて正常である場合、交流電源は、全波整流器の全波整流操作を経由して、整流電圧を出力する。この整流電圧は、二つの分圧抵抗により分圧され、分圧された電圧により第一トランジスタを導通させ、一方、整流電圧は、ダイオードを経由してキャパシタンスに充電する。このとき、第二トランジスタ及び光電子カプラーは遮断状態になる。
活線または接地線に異常が発生した場合、または、活線と接地線に同時に異常が発生した場合、交流電源から全波整流器への出力がない。このため、全波整流器に出力電圧がない場合、第一トランジスタは遮断状態になる。このとき、キャパシタンスは、光電子カプラー、第二抵抗及び第二トランジスタにより形成された放電回路を介して放電する。これにより、光電子カプラーは、電源装置の保護手段に異常検出信号を出力する。従って、電源装置の動作を切断させて、当該電源装置を保護する。
以上の説明によれば、本発明は、以下のような技術効果を奏する。
１．入力検出ユニット１０１が単独の接地点を持っていないため、電源装置９０の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニット１０１の検出操作の誤操作による、電源装置９０に対する保護の無効を防止することができる。
または、入力検出ユニット１０２のユニット接地点Ｇｍと電源装置９０の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニット１０２の検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
２．入力検出ユニット１０１により、交流電源ＶＳに異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラー１０１１が遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止する。これにより、電源装置の動作が切断される。
または、入力検出ユニット１０２により、交流電源ＶＳに異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラー１０２６が導通状態になって、異常検出信号を出力する。これにより、電源装置９０の動作が切断されて、電源装置９０が保護される。
１．入力検出ユニット１０１が単独の接地点を持っていないため、電源装置９０の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニット１０１の検出操作の誤操作による、電源装置９０に対する保護の無効を防止することができる。
または、入力検出ユニット１０２のユニット接地点Ｇｍと電源装置９０の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニット１０２の検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
２．入力検出ユニット１０１により、交流電源ＶＳに異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラー１０１１が遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止する。これにより、電源装置の動作が切断される。
または、入力検出ユニット１０２により、交流電源ＶＳに異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラー１０２６が導通状態になって、異常検出信号を出力する。これにより、電源装置９０の動作が切断されて、電源装置９０が保護される。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる形態例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
９０ 電源装置 １０、１０１、１０２ 入力検出ユニット
１０１１ 双方向光電子カプラー １０１２ 限流抵抗
１０２１ 全波整流器 １０２２ ダイオード
１０２３ 第一抵抗 １０２４ 第一トランジスタ
１０２５ キャパシタンス １０２６ 光電子カプラー
１０２７ 第二抵抗 １０２８ 第二トランジスタ
ＶＳ 外部交流電源 ＶＳＬ 活線
ＶＳＮ 接地線 Ｓｉ 電源入力側
Ｌ 活線端 Ｇｍ ユニット接地点
Ｎ 接地線端
１０１１ 双方向光電子カプラー １０１２ 限流抵抗
１０２１ 全波整流器 １０２２ ダイオード
１０２３ 第一抵抗 １０２４ 第一トランジスタ
１０２５ キャパシタンス １０２６ 光電子カプラー
１０２７ 第二抵抗 １０２８ 第二トランジスタ
ＶＳ 外部交流電源 ＶＳＬ 活線
ＶＳＮ 接地線 Ｓｉ 電源入力側
Ｌ 活線端 Ｇｍ ユニット接地点
Ｎ 接地線端
Claims (14)
- 入力電圧検出機能付の電源装置であって、
交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有する電源入力側と、
前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端、及び前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有する入力検出ユニットと、を含み、
前記入力検出ユニットと前記電源装置の１次側とは、完全に遮断されており、
前記入力検出ユニットにより、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは前記活線及び前記接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、前記入力検出ユニットは、検出信号を出力することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記入力検出ユニットは、
双方向光電子カプラーと、
前記双方向光電子カプラーに電気的に接続されて、当該双方向光電子カプラーに流れる電流の大きさを制限する限流抵抗と、を含み、
前記限流抵抗と前記双方向光電子カプラーとは電気的に接続して直列分岐回路を形成し、当該直列分岐回路の両端が前記第一検出端及び前記第二検出端である、ことを特徴とする請求項１に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記双方向光電子カプラーは、導通状態になって、前記検出信号として正常検出信号を持続的に出力し、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記双方向光電子カプラーは、遮断状態になって、前記正常検出信号の出力を停止することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項２に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記入力検出ユニットと前記電源装置は、接地遮断されている、ことを特徴とする請求項２に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。
- 前記入力検出ユニットは、
第一整流入力端と、第二整流入力端と、第一整流出力端と、第二整流出力端とを備え、前記第一整流入力端が前記第一検出端であり、前記第二整流入力端が前記第二検出端である全波整流器と、
アノード及びカソードを有し、前記アノードが前記第一整流出力端に電気的に接続されるダイオードと、
第一端及び前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第一抵抗と、
ソース端と、前記第一抵抗の前記第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一整流出力端と前記ダイオードの前記アノードとに電気的に接続されるゲート端とを有する第一トランジスタと、
アノード及びカソードを有する光電子カプラーと、
第一端及び前記光電子カプラーの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第二抵抗と、
ソース端と、前記第二抵抗の第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一トランジスタの前記ドレイン端と前記第一抵抗の前記第一端とに電気的に接続されるゲート端とを有する第二トランジスタと、
第一端及び第二端を有するキャパシタンスであって、前記キャパシタンスの前記第一端が前記光電子カプラーの前記アノードと前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続され、前記キャパシタンスの前記第二端、前記第一トランジスタの前記ソース端、前記第二トランジスタの前記ソース端及び前記第二整流出力端が、ユニット接地点に接続されるキャパシタンスと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記交流電源は、全波整流器の全波整流操作を経由して整流電圧を出力し、この整流電圧により、前記第一トランジスタを導通し、前記キャパシタンスに充電することで、前記第二トランジスタ及び前記光電子カプラーが遮断状態になり、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線同時に異常が発生した場合、前記交流電源が前記全波整流器に電圧を出力しないことで、前記第一トランジスタが遮断状態になり、
前記キャパシタンスが、前記光電子カプラー、前記第二抵抗及び前記第二トランジスタにより形成された放電回路を介して放電することにより、前記光電子カプラーは、前記検出信号として異常検出信号を出力して、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項５に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記ユニット接地点及び前記電源装置の接地点は、完全に遮断されている、ことを特徴とする請求項５に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。
- 入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法であって、
（ａ）交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有する電源入力側を含む電源装置を提供し、
（ｂ）前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端、及び前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有する入力検出ユニットを提供し、
（ｃ）前記入力検出ユニットにより、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは前記活線及び前記接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、前記入力検出ユニットは、検出信号を出力することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護し、
前記入力検出ユニットと前記電源装置の１次側とは、完全に遮断されている、ことを特徴とする入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記入力検出ユニットは、
双方向光電子カプラーと、
前記双方向光電子カプラーに電気的に接続されて、当該双方向光電子カプラーに流れる電流の大きさを制限する限流抵抗と、を含み、
前記限流抵抗と前記双方向光電子カプラーとは電気的に接続して直列分岐回路を形成し、当該直列分岐回路の両端が前記第一検出端及び前記第二検出端である、ことを特徴とする請求項８記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記双方向光電子カプラーは、導通状態になって、前記検出信号として正常検出信号を持続的に出力し、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記双方向光電子カプラーは、遮断状態になって、前記正常検出信号の出力を停止することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項９に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記入力検出ユニットと前記電源装置は、接地遮断されている、ことを特徴とする請求項９に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。
- 前記入力検出ユニットは、
第一整流入力端と、第二整流入力端と、第一整流出力端と、第二整流出力端とを備え、前記第一整流入力端が前記第一検出端であり、前記第二整流入力端が前記第二検出端である全波整流器と、
アノード及びカソードを有し、前記アノードが前記第一整流出力端に電気的に接続されるダイオードと、
第一端及び前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第一抵抗と、
ソース端と、前記第一抵抗の前記第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一整流出力端と前記ダイオードの前記アノードとに電気的に接続されるゲート端とを有する第一トランジスタと、
アノード及びカソードを有する光電子カプラーと、
第一端及び前記光電子カプラーの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第二抵抗と、
ソース端と、前記第二抵抗の第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一トランジスタの前記ドレイン端と前記第一抵抗の前記第一端とに電気的に接続されるゲート端とを有する第二トランジスタと、
第一端及び第二端を有するキャパシタンスであって、前記キャパシタンスの前記第一端が前記光電子カプラーの前記アノードと前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続され、前記キャパシタンスの前記第二端、前記第一トランジスタの前記ソース端、前記第二トランジスタの前記ソース端及び前記第二整流出力端が、ユニット接地点に接続されるキャパシタンスと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記交流電源は、全波整流器の全波整流操作を経由して整流電圧を出力し、この整流電圧により、前記第一トランジスタを導通し、前記キャパシタンスに充電することで、前記第二トランジスタ及び前記光電子カプラーが遮断状態になり、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記交流電源が前記全波整流器に電圧を出力しないことで、前記第一トランジスタが遮断状態になり、
前記キャパシタンスが、前記光電子カプラー、前記第二抵抗及び前記第二トランジスタにより構成された放電回路を介して放電することにより、前記光電子カプラーは、前記検出信号として異常検出信号を出力して、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項１２に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記ユニット接地点及び前記電源装置の接地点は、完全に遮断されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。
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